内容正文:
第1节 减数分裂和受精作用
第2章 基因和染色体的关系
在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇。果蝇的生长周期短,繁殖快,染色体少且容易观察,是遗传学上常用的实验材料。
右图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别?
【思考讨论】
(1)数目减半;
(2)染色体组成:是由体细胞的每对同源染色体的一条组成。
什么样的特殊过程导致该种结果的呢?
♀
♂
体细胞 配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
问题探讨
魏斯曼预言
德国生物学家魏斯曼从理论上预测: 在卵细胞和精子成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半;受精时,精子和卵细胞融合,恢复正常染色体数目。
特殊方式的有丝分裂,叫作减数分裂
1.精子形成的场所:
睾丸(人和其他哺乳动物)
精原细胞
(原始雄性生殖细胞)
体细胞
精原细胞
精细胞
精子
2.精原细胞的分裂方式:
有丝分裂
细胞分化
减数分裂
有丝分裂
变形
一、精子的形成
间期
减数分裂
初级精母细胞
精原细胞
减数
分裂I
减数
分裂II
4个
精细胞
4个精子
复制
变形
3、精子的形成过程
在进行减数分裂前,每个精原细胞的染色体复制1次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂2次,最后形成四个精细胞。这两次分裂分别称为减数分裂Ⅰ(也叫减数第一次分裂)和减数分裂Ⅱ(也叫减数第二次分裂)。精细胞再经过变形,就形成成熟的雄性生殖细胞——精子。
2个次级精母细胞
二、精子的形成
5
(1)减数分裂前的间期(精原细胞)
体积增大
染色体复制
精原细胞
初级精母细胞
在减数分裂前的间期,一部分精原细胞的体积增大,染色体复制 (DNA复制及相关蛋白质的合成),成为初级精母细胞。
二、精子的形成
同源染色体
(2)减数分裂I(初级精母细胞)
① 前 期
①同源染色体配对(联会)形成四分体
②四分体中的非姐妹染色单体间发生交叉互换
二、精子的形成
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
同源染色体
非同源染色体
(2)减数分裂I(初级精母细胞)
二、精子的形成
1.同源染色体
配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方,叫作同源染色体。
2.联会及四分体
在减数分裂的过程中,同源染色体两两配对的现象叫做联会。
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。
1个四分体=____条染色体_=___对同源染色=_____条染色单体=_____个DNA分子。
2
1
4
4
3.交叉互换
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换相应的片段
二、精子的形成
(2)减数分裂I(初级精母细胞)
② 中 期
各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧,
每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
二、精子的形成
③ 后 期
在纺锤丝的牵引下,配对的两条同源染色体彼此分离,分别向细胞两极移动。
细胞两极的这两组染色体,非同源染色体之间是自由组合的吗?
初级精母细胞两极的这两组染色体,非同源染色体之间是自由组合的。
即:减数第一次分裂后期,同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合
在两组染色体到达细胞的两极后,一个初级精母细胞就分裂成两个次级精母细胞。
④末 期
结果:细胞中无同源染色体,染色体数目减半。
二、精子的形成
(2)减数分裂I(初级精母细胞)
次级精母细胞
(3)减数分裂Ⅱ(次级精母细胞)
减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期,或者间期时间很短,染色体不再复制。
前期
末期
后期
中期
减数分裂II
精细胞
精子
变形
二、精子的形成
无同源染色体
减数分裂后,精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。
精子呈蝌蚪状,分头部和尾部,头部含有细胞核,尾长能够摆动。
(4)变形
二、精子的形成
主要变化:①细胞核变成精子头部的主要部分;
②高尔基体发育为头部的顶体;
③中心体演变为精子的尾;
④线粒体集中在尾的基部形成线粒体鞘。
变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。
1.卵细胞形成的场所 :
三 卵细胞的形成过程
卵原细胞
卵细胞
减数分裂
卵原细胞
有丝 分裂
卵巢
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
卵细胞
极体
极体
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
不久,3个极体就退化消失。
2. 过程
三 卵细胞的形成过程
3. 卵细胞与精子形成过程的区别
精子 卵细胞
相同点
不同点 场所
细胞质分裂方式
分裂结果
是否变形
不变形
变形
1个卵原细胞→1较